全數字IP可視對講在智能樓宇中的應用

本文以智能樓宇項目中IP可視對講系統開(kāi)發(fā)為背景，結合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提出了基于分布式網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的全數字設計方案，該方案設計的可視對講系統具備跨平臺、多終端設備接入的能力。而根據本文實(shí)施的樓宇對講項目驗證了方案的有效性。

　　IP樓宇對講漸成智能小區標配

　　隨著(zhù)人們物質(zhì)生活水平大幅提高，人們對生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，尤其體現在對居住小區環(huán)境的要求。從以前封閉式高墻大院，以人防為主的小區環(huán)境，發(fā)展到現在借助周界報警、小區監控、小區一卡通及樓宇對講等智能化系統以技防為主，人防為輔的開(kāi)放式小區環(huán)境，為住戶(hù)提供一個(gè)輕松、自然的生活空間，從而大大提高了人們的生活質(zhì)量。

　　建立“安全、便捷、健康”的智能化小區，一套行之有效的樓宇可視對講系統更是十分必要。此外可視對講系統在提高小區物業(yè)管理水平和維護社會(huì )安定起到重大的作用，并可以增強小區房產(chǎn)在同行業(yè)中的競爭優(yōu)勢。樓宇對講系統經(jīng)歷十多年的發(fā)展，系統由最初的非可視、可視模擬對講，逐步發(fā)展到現在的IP純數字式聯(lián)網(wǎng)彩色可視對講。仿真對講系統存在布線(xiàn)復雜、施工成本高、信號易衰減、抗干擾能力差的缺點(diǎn)，而且系統運行時(shí)通話(huà)易占線(xiàn)、容量規模有限、交互通訊接口封閉、資源不共享。

　　結合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的IP可視對講實(shí)現

　　本文以智能樓宇項目中IP可視對講系統開(kāi)發(fā)為背景， 在探討可視對講系統架構的基礎上， 通過(guò)結合SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議， 利用分布式網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，設計并實(shí)現了一個(gè)易于管理、易于擴展、可重用、可伸縮、健壯的全數字IP可視對講系統。與其它的系統比較， 此系統不僅針對小區的出入口、單元門(mén)口及單元梯口進(jìn)行防護，采用TCP/IP聯(lián)網(wǎng)方式，基于可視對講系統，實(shí)現住戶(hù)與住戶(hù)，住戶(hù)與管理中心、小區入口的多方通話(huà)，而且增加了小區信息發(fā)布，家庭安防及智能家居等功能。通過(guò)初步應用已經(jīng)顯示出了很好的效果。

　　系統設計

　　系統采用TCP/IP傳輸協(xié)議組網(wǎng)，所有音視頻、控制等信號編碼成數字信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸。相對于傳統的模擬總線(xiàn)傳輸，全數字TCP/IP傳輸抗干擾、傳輸能力強、傳輸距離遠、性能穩定。

　　系統室外部分由于傳輸距離遠、數據流量大可以采用光纖傳輸，樓內部分相對數據量較少、距離較短，用普通網(wǎng)線(xiàn)即可完成信號的傳輸。和普通仿真對講系統相比，聯(lián)網(wǎng)中間設備大大減少，系統開(kāi)通調試簡(jiǎn)單。

　　1.數字室內分機

　　小區每個(gè)住戶(hù)家中配置數字可視室內分機。當有訪(fǎng)客呼叫時(shí)，住戶(hù)可以通過(guò)室內分機的顯示屏對來(lái)訪(fǎng)者進(jìn)行觀(guān)察，并決定是否與其對話(huà)。在身份確認后，住戶(hù)通過(guò)室內分機上的開(kāi)鎖鍵控制單元門(mén)的開(kāi)啟。

　　數字室內機上配有開(kāi)鎖、呼叫、監視等按鍵和觸摸屏。通過(guò)相應按鍵，住戶(hù)可實(shí)現呼叫管理中心、戶(hù)戶(hù)通話(huà)、監視單元門(mén)口等功能。住戶(hù)可以根據自己的喜好選用不同機型。

　　2.單元門(mén)口主機

　　在每個(gè)單元門(mén)口配置一臺彩色可視的門(mén)口主機，用于完成訪(fǎng)客與住戶(hù)或管理中心的音視頻通信及開(kāi)鎖。

　　來(lái)訪(fǎng)者通過(guò)門(mén)口主機呼叫相應住戶(hù)，在得到住戶(hù)的確認后，訪(fǎng)客方能進(jìn)入樓內。業(yè)主進(jìn)入單元樓內可通過(guò)刷卡或密碼的方式開(kāi)啟單元門(mén)。

　　3.小區圍墻主機

　　在每個(gè)單元門(mén)口配置一臺彩色可視的門(mén)口主機，用于完成訪(fǎng)客與住戶(hù)或管理中心的音視頻通信及開(kāi)鎖。

　　來(lái)訪(fǎng)者通過(guò)門(mén)口主機呼叫相應住戶(hù)，在得到住戶(hù)的確認后，訪(fǎng)客方能進(jìn)入樓內。業(yè)主進(jìn)入單元樓內可通過(guò)刷卡或密碼的方式開(kāi)啟單元門(mén)。

　　4.中心調度服務(wù)器

　　在小區管理中心設置管理服務(wù)器，運行可視對講系統中心調度管理軟件。

　　中心調度管理軟件集成可視對講、視頻監控、圖像存儲、電子公告、信息發(fā)布、門(mén)禁控制、數據備份和網(wǎng)絡(luò )數據加密等功能。支持SNMP網(wǎng)管協(xié)議，能夠對在線(xiàn)設備進(jìn)行統一管理，實(shí)時(shí)監視小區內門(mén)口主機、室內分機、管理主機等設備的運行情況。

　　管理中心配置高性能核心交換機和光電轉換設備，用于大數據量的處理和轉發(fā)，保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的通暢可靠。

　　管理中心PC通過(guò)核心交換機接入小區局域網(wǎng)對小區內所有聯(lián)網(wǎng)設備(圍墻機、門(mén)口主機、室內分機)進(jìn)行管理。

　　IP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

　　IP可視對講系統基于國際上較為流行SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開(kāi)發(fā)，SIP(Session Initiation Protocol)會(huì )話(huà)初始協(xié)議是IETF制訂的，用于多方多媒體通信。按照IETFRFC2543的定義，SIP是一個(gè)基于文本的應用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì )話(huà)。SIP協(xié)議可在TCP或UDP之上傳送。

　　聯(lián)網(wǎng)系統在進(jìn)行視音頻傳輸及控制時(shí)應建立兩個(gè)傳輸通道：信令/控制通道和視音頻流通道。信令和控制通道用于在設備之間建立會(huì )話(huà)并傳輸控制命令;視音頻流通道用于傳輸視音頻數據，經(jīng)過(guò)壓縮編碼的視音頻流采用流媒體協(xié)議RTP/RTCP傳輸。

　　信令協(xié)議用來(lái)實(shí)現會(huì )話(huà)的建立、維護和釋放的過(guò)程。注冊與發(fā)現、遠程監視、呼叫通話(huà)、戶(hù)戶(hù)對講、信息公告、家庭安防報警事件預定和通知等應用的會(huì )話(huà)控制采用RFC3261(SIP)規定的REGISTER、NOTIFY、INVITE、BYE等請求和響應方法實(shí)現;遠程開(kāi)鎖、智能家居控制采用SIP擴展方法DO請求和響應實(shí)現。聯(lián)網(wǎng)協(xié)議設計如下。

　　1.注冊與發(fā)現

　　初次聯(lián)網(wǎng)或斷網(wǎng)后重新聯(lián)網(wǎng)時(shí)，數字室內分機、單元門(mén)口主機、小區圍墻主機向中心發(fā)起自動(dòng)注冊，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法REGISTER。

　　2.遠程監視

　　住戶(hù)、管理中心可以通過(guò)室內分機和平臺軟件，實(shí)現對門(mén)口主機的實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　3.呼叫通話(huà)

　　訪(fǎng)客在單元門(mén)口主機上輸入住戶(hù)房號，實(shí)現對室內機分機或管理中心的呼叫請求與雙向語(yǔ)音對講，接口協(xié)議采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　4.戶(hù)戶(hù)對講

　　住戶(hù)可以呼叫小區內任意一個(gè)住戶(hù)，實(shí)現音視頻通話(huà)，接口協(xié)議應采用RFC 3261中定義的方法INVITE。

　　5. 遠程開(kāi)鎖

　　訪(fǎng)客呼叫數字室內分機后，住戶(hù)確認訪(fǎng)客身份準備接見(jiàn)訪(fǎng)客，按下室內分機開(kāi)門(mén)鍵，實(shí)現遠程開(kāi)鎖，接口協(xié)議采用RFC 3261中擴展定義的方法DO。

　　6.家庭安防報警事件預定和通知

　　室內分機自帶多路有線(xiàn)防區，在報警發(fā)生時(shí)會(huì )在本地發(fā)出報警提示，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )向管理中心上傳報警信息，接口協(xié)議采用RFC 3265中定義的方法SUBSCRIBE。

　　7.智能家居控制

　　室內分機可以對住戶(hù)家里的燈光、窗簾、空調、地暖等智能家居設備進(jìn)行控制，住戶(hù)出門(mén)以后，還可以通過(guò)手機、平板計算機對他們進(jìn)行遠程控制，接口協(xié)議采用RFC 3261中擴展定義的方法DO。

　　項目實(shí)施

　　江蘇某小區一期項目，其中小高層為940戶(hù)；該小區未來(lái)二、三期還將增加相應的戶(hù)數，是一個(gè)中大型的現代化的智能住宅小區。一期項目主要設備包括940臺7寸彩色數字室內分機、39臺高清數字門(mén)口主機、4臺高清數字圍墻主機、1臺服務(wù)器和1臺管理主機。

　　工程驗收至今，各個(gè)設備均運轉正常。數字門(mén)口主機百萬(wàn)像素高清，全球領(lǐng)先，畫(huà)面非常清晰流暢，對講聲音沒(méi)有卡頓現象，無(wú)雜音回聲干擾。數字室內分機獨有的超觸控技術(shù)，用戶(hù)操作簡(jiǎn)單快捷。數字室內分機可接入多路防區，發(fā)生報警時(shí)除了本地有提示外還能主動(dòng)上報管理中心，物業(yè)可以在第一時(shí)間上門(mén)排查，實(shí)現強大的安防報警功能(煙感、紅外/微波探測、緊急按鈕、門(mén)磁等)?？朔季€(xiàn)問(wèn)題，同一個(gè)單元戶(hù)與戶(hù)之間，不同單元用戶(hù)間的通話(huà)不會(huì )占線(xiàn)。小區物業(yè)人員可以非常簡(jiǎn)單的在管理主機上發(fā)布物業(yè)信息，當有新信息到來(lái)時(shí)，室內分機界面將會(huì )提示有新信息和顯示信息的類(lèi)型。

　　結論和展望

　　隨著(zhù)IP可視對講聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，必將帶來(lái)智能樓宇系統的發(fā)展和創(chuàng )新，對網(wǎng)絡(luò )可視對講的影響也極其深遠。本文提出的基于分布式網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的全數字IP可視對講系統設計方案，具有跨平臺和跨設備的特性，同時(shí)系統還具有可重用、易擴展、易升級的優(yōu)點(diǎn)，Internet三網(wǎng)合一，以及3G/4G無(wú)線(xiàn)寬帶，為整個(gè)系統功能擴展增添無(wú)限的想象空間。